[发明专利]一种具有多种工作模式的片上网络路由器及路由方法

摘要

本发明公开了一种具有多种工作模式的片上网络路由器，包括模式选择模块、关闭模块和路由模块；所述路由模块包括输入端口、输入端口控制模块、缓冲管理模块、缓冲区、路由计算模块、仲裁模块、交叉开关模块、直通模块和输出端口；所述输入端口包括东输入端口、西输入端口、南输入端口、北输入端口和本地输入端口，输出端口包括东输出端口、西输出端口、南输出端口、北输出端口和本地输出端口，缓冲区包括多个输入缓冲区；本发明还公开了一种具有多种工作模式的片上网络路由方法，本发明相比基本结构的路由器，在增加了较小面积开销的情况下，通过模式切换有效降低路由器功耗，从而面向暗硅问题达到优化多核系统功耗的目的。

主权项

1.一种具有多种工作模式的片上网络路由器，其特征在于，包括模式选择模块、关闭模块和路由模块；所述路由模块包括输入端口、输入端口控制模块、缓冲管理模块、缓冲区、路由计算模块、仲裁模块、交叉开关模块、直通模块和输出端口；所述输入端口包括东输入端口、西输入端口、南输入端口、北输入端口和本地输入端口，输出端口包括东输出端口、西输出端口、南输出端口、北输出端口和本地输出端口，缓冲区包括多个输入缓冲区，每个输入缓冲区包括多个缓冲项；其中，模式选择模块，用于当路由器所连处理器核处于空闲或不工作状态时，输出关闭信号至关闭模块；当网络通信负载由低逐渐增加到超过预设的中等负载值时，输出直通控制信号至输入端口控制模块；当原先处于空闲或不工作状态的处理器核运行任务时，输出缓冲优化模式控制信号至缓冲管理模块；当网络通信负载进一步增加到超过预设的高负载值时，输出全功能控制信号至输入端口控制模块；其中，预设的高负载值大于预设的中等负载值；关闭模块，用于当接收到关闭信号时关闭路由模块；缓冲管理模块，用于当接收到缓冲优化模式控制信号时，采用缓冲区管理策略实现对各个端口输入缓冲区中的缓冲项的关闭和打开；所述缓冲区管理策略为：当输入缓冲区中的缓冲项在预设的时间段内没有数据时，则关闭该缓冲项；当输入端口的微片数据由输入端口控制模块进入缓冲区时，若此时所有未被占用的缓冲项都处于关闭状态，则将生成缓冲唤醒信号用来打开一个缓冲项用于存放到来的微片数据；输入端口控制模块，用于当接收到直通控制信号时，将东输入端口、西输入端口、南输入端口、北输入端口的数据包输入至直通模块；当接收到全功能控制信号时，控制输入缓冲区中的缓冲项全部打开用来存放由输入端口传输过来的微片数据；直通模块，用于根据表征路由器所处网络的位置，设置输入端口与输出端口的连接形式，从而将接收的数据包输出至输出端口；输入缓冲区，用于将存放的微片数据输出至路由计算模块；路由计算模块，用于对输入缓冲区中的微片数据进行解析，采用路由算法计算获得微片数据的下一个转发方向，为微片数据选择输出端口；解析后的微片数据通过仲裁模块和交叉开关模块转发至所选择的输出端口；仲裁模块，用于在多个输入端口请求相同的输出端口情况下，采用轮询方式进行仲裁，控制交叉开关模块进行输入端口和输出端口的数据交换；路由算法为不规则区域路由算法，不规则区域路由算法：在选择的路由器区域中标识出该区域内处于关断模式和直通模式的路由器，生成邻节点状态表，然后基于确定性XY路由算法，读取邻节点状态表，计算下一跳路由地址。